CN208227020U - 一种低功耗无线通信设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种低功耗无线通信设备,包括电压变换模块Ⅰ、电压变换模块Ⅱ、充电模块、电源切换模块、无线通信模块及控制模块，所述电压变换模块Ⅰ与不可充电电池连接，电压变换模块Ⅱ与可充电电池连接，可充电电池通过充电模块充电；电源切换模块对电压变换模块Ⅰ与电压变换模块Ⅱ进行选择切换，以实现不同模式下对无线通信模块和控制模块的电源适配。通过可充电电池和不可充电电池共存，且可自动切换，使得设备的供电具有更大的灵活性，从而满足了更广阔的应用场景。通过使用电源切换的方式和无线通信模块的定时唤醒，使设备具有更优越的低功耗性能。

Description

一种低功耗无线通信设备
技术领域
本实用新型涉及一种无线通信设备，尤其是一种能降低工作能耗的无线通信设备。
背景技术
无线布设的远距离传感器数据采集系统多使用电池供电，其系统中的无线通信工作设备又是其最主要的能耗部分，在没有外部供电的情况下这些设备很难满足长期使用的要求。而且这类设备通常使用的是单一电源，无法适配不同使用场景。所以就为一种能降低能耗，且能与系统适配的无线通信设备的发明出了需求。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种低功耗无线通信设备，通过采用两种电池供电模式及无线通信模块休眠与唤醒的切换模式实现工作能耗的控制，有效延长设备的工作时间。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种低功耗无线通信设备,包括电压变换模块Ⅰ、电压变换模块Ⅱ、充电模块、电源切换模块、无线通信模块及控制模块，所述电压变换模块Ⅰ与不可充电电池连接，电压变换模块Ⅱ与可充电电池连接，可充电电池通过充电模块充电；电源切换模块对电压变换模块Ⅰ与电压变换模块Ⅱ进行选择切换，以实现不同模式下对无线通信模块和控制模块的电源适配。
较佳的，所述无线通信模块和控制模块非工作时间处于低功耗模式，由控制模块定时唤醒无线通信模块进入工作状态，监测无线信号，实现无线数据的收发。
较佳的，所述无线通信模块发送的序文覆盖至少两次唤醒周期。
较佳的，所述无线通信模块和控制模块进入低功耗模式时，电压转换模块Ⅰ、Ⅱ也进入低功耗模式，此时无线通信模块和控制模块的电能由电容器提供。
本实用新型的有益效果在于：
1、通过可充电电池和不可充电电池共存，且可自动切换，使得设备的供电具有需要具有更好的适配性，从而满足了更广阔的应用场景。
2、通过使用电源切换的方式和无线通信模块的定时唤醒，使设备具有更优越的低功耗性能。
3、在低功耗模式下由电容器对无线通信模块和控制模块供电，既满足无线通信模块和控制模块电力需求，又避免了电压变换模块对电池能量的损耗。
附图说明
附图1为本实用新型的工作框图。
附图2为本实用新型电压变换模块Ⅰ、Ⅱ和电源切换模块的电路原理图。
附图3为本实用新型控制模块的电路原理图。
附图4为本实用新型充电模块的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施例做进一步详述：
如附图1所示，一种低功耗无线通信设备,包括电压变换模块Ⅰ、电压变换模块Ⅱ、充电模块、电源切换模块、无线通信模块及控制模块，所述电压变换模块Ⅰ与不可充电电池连接，电压变换模块Ⅱ与可充电电池连接，可充电电池通过充电模块充电；电源切换模块对电压变换模块Ⅰ与电压变换模块Ⅱ进行选择切换，以实现不同模式下对无线通信模块和控制模块的电源适配。
进一步的，所述无线通信模块和控制模块非工作时间处于低功耗模式，由控制模块定时唤醒无线通信模块进入工作状态，监测无线信号，实现无线数据的收发。所述无线通信模块发送的序文覆盖至少两次唤醒周期。
如附图2所示，可充电电池正极连接TPS62177DQC芯片的引脚2(输入)和引脚3(使能)，TPS62177DQC芯片的引脚9(输出)连接电阻R98和R97到GND(电压参考地)，引脚7(反馈)连接到R98和R97中间使得TPS62177DQC芯片引脚9(输出)输出电压为3.3V；不可充电电池正极连接MCP1810T-33I/J8A芯片引脚7(输入)和引脚8(使能)，TPS62177DQC芯片的引脚6(反馈)和引脚2(输出)连接，使得MCP1810T-33I/J8A芯片引脚2(输出)电压为3.3V。
电源切换模块由SI4435DY芯片实现，TPS62177DQC芯片引脚7(反馈)连接到SI4435DY芯片的引脚4(控制)，MCP1810T-33I/J8A芯片的引脚2(输出)连接到SI4435DY芯片的引脚1、引脚2和引脚3，由此实现当TPS62177DQC芯片引脚7(反馈)电压只有低于MCP1810T-33I/J8A芯片的引脚2(输出)电压时，SI4435DY芯片的引脚1、引脚2和引脚3才与SI4435DY芯片的引脚5、引脚6、引脚7和引脚8导通，于是就完成了在可充电电池电量不足时切换电源到不可充电电池的功能。
进一步的，所述无线通信模块和控制模块进入低功耗模式时，电压转换模块Ⅰ、Ⅱ也进入低功耗模式，此时无线通信模块和控制模块的电能由电容器提供。
如附图2所示，低功耗的实现分两部分：一是控制模块和无线通信模块(耗电单元)自身的低功耗实现；二是电压转换模块的低功耗实现。
控制模块和无线通信模块大部分时间处于低功耗模式，这样就降低了负载的功耗。具体的是由控制模块MCU(微控制器)定时唤醒，并控制无线模块监测无线信号，来实现无线数据的接收。采用无线发送的序文覆盖至少两次的唤醒周期的方式来保证无遗漏的接收无线信息；若有无线数据需要发送，则需先监测是否有其它设备在发送数据占用无线通道，若没有则开始无线数据的发送。
电压转换模块的低功耗实现。通常电压转换芯片在负载极低的情况下，其转换效率也会随之变得极低，这样大量的电能被电压转换芯片消耗，造成本就十分紧张的电能被浪费，为了解决这个问题，在设计中增加了对电压转换芯片的控制，具体实现是在控制模块和无线通信模块进入低功耗模式前，先设置电压转换芯片进入低功耗模式，待控制模块唤醒之后再退出，在电压转换芯片进入低功耗模式到退出期间，控制模块和无线模块的电能由电容C48和C49提供。
如附图2、3所示，图2中TPS62177DQC芯片引脚8连接到图3中控制模块MCU(微控制器)引脚21(PA5)，实现控制模块对电压转换模块中电压转换芯片的控制。
如附图4所示，外部直流电源正极连接到CN3765芯片的引脚9，CN3765芯片的引脚10连接到SI4435DY芯片的引脚4用于控制外部直流电压加载到电池组两端给电池充电，只有当外部电源电压高于电池电压时，才会对电池充电；CN3765芯片的引脚5连接电阻R80和电容C38到地用于设置充电电流，CN3765芯片的引脚6连接到R79和R81之间用于检测电池电压，当电池电压接近最大电压时，将会改为以小电流进行涓流充电，在电池电压达到最大电压时，充电结束；CN3765芯片的引脚8和引脚7接到R76两端用于检测充电电流，当电流超过设定的阶段充电电流时，CN3765芯片将改变引脚10状态关断SI4435DY芯片。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种低功耗无线通信设备,包括电压变换模块Ⅰ、电压变换模块Ⅱ、充电模块、电源切换模块、无线通信模块及控制模块，其特征在于：所述电压变换模块Ⅰ与不可充电电池连接，电压变换模块Ⅱ与可充电电池连接，可充电电池通过充电模块充电；电源切换模块对电压变换模块Ⅰ与电压变换模块Ⅱ进行选择切换，以实现不同模式下对无线通信模块和控制模块的电源适配；所述无线通信模块和控制模块进入低功耗模式时，电压转换模块Ⅰ、Ⅱ也进入低功耗模式，此时无线通信模块和控制模块的电能由电容器提供；所述无线通信模块和控制模块非工作时间处于低功耗模式，由控制模块定时唤醒无线通信模块进入工作状态，监测无线信号，实现无线数据的收发。
2.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于：所述无线通信模块发送的序文覆盖至少两次唤醒周期。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110417106A (zh) * 2019-07-26 2019-11-05 南方电网科学研究院有限责任公司 一种通讯设备的低功耗自供电中继装置

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